JPS62868B2 - - Google Patents
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- JPS62868B2 JPS62868B2 JP53101514A JP10151478A JPS62868B2 JP S62868 B2 JPS62868 B2 JP S62868B2 JP 53101514 A JP53101514 A JP 53101514A JP 10151478 A JP10151478 A JP 10151478A JP S62868 B2 JPS62868 B2 JP S62868B2
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- JP
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- alkali metal
- hydrogel
- water
- silicate solution
- binder
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
- C09D1/02—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
- C09D1/04—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates with organic additives
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Wood Science & Technology (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高モル比アルカリ金属珪酸塩結合剤と
それに関連した塗料、およびそれらの製造方法に
関するものである。
それに関連した塗料、およびそれらの製造方法に
関するものである。
従来例としてのアルカリ金属無機質結合剤のあ
るものは二酸化珪素（SiO2）のような珪酸塩、酸
化カリウム（K2O）のあるいは酸化ナトリウム
（Na2O）のいずれか一方若しくは両方、および水
とから成つている。従来例としてのアルカリ金属
結合剤のあるものは、また、安定性のために酸化
リチウム（Li2O）を追加的に含有している。塩
基性SiO2―K2O／Na2O 珪酸塩結合剤に関し
て、5.3：１というアルカリ金属酸化物に対する
二酸化珪素モル比は、軟塗料になることなく用い
られた方法において達成される最大値である。鉄
金属あるいはアルミニウム合金の保護材料として
添加される亜鉛粉末あるいはアルミニウム薄片の
容易な混合をもたらすために、かつ密着性を改善
するためにシリコーンが結合剤に添加されたよう
な場合には、時として4.8：１いうモル比ですら
達成困難であつた。このような場合、シリコーン
の添加により、時には、スラツジの発生という問
題が生ずることもあるだろう。
るものは二酸化珪素（SiO2）のような珪酸塩、酸
化カリウム（K2O）のあるいは酸化ナトリウム
（Na2O）のいずれか一方若しくは両方、および水
とから成つている。従来例としてのアルカリ金属
結合剤のあるものは、また、安定性のために酸化
リチウム（Li2O）を追加的に含有している。塩
基性SiO2―K2O／Na2O 珪酸塩結合剤に関し
て、5.3：１というアルカリ金属酸化物に対する
二酸化珪素モル比は、軟塗料になることなく用い
られた方法において達成される最大値である。鉄
金属あるいはアルミニウム合金の保護材料として
添加される亜鉛粉末あるいはアルミニウム薄片の
容易な混合をもたらすために、かつ密着性を改善
するためにシリコーンが結合剤に添加されたよう
な場合には、時として4.8：１いうモル比ですら
達成困難であつた。このような場合、シリコーン
の添加により、時には、スラツジの発生という問
題が生ずることもあるだろう。
別の従来例である塗料用組成物では、基本的な
無機質アルカリ金属結合剤と共に水酸化リチウム
（LiOH）のような成分が用いられており、二酸化
珪素ヒドロゲルが二酸化珪素モル比を上げるため
に添加されているものもある。ヒドロゲル溶液
は、もし添加されたならば溶液中において―Si―
O-Li+になる水酸化リチウムの添加なしに、たと
えば酸化ナトリウムに対して不安定である。本発
明の前後関係においては、この不安定ということ
は水和珪素―酸素正四面体網目構造の特性あるい
は二酸化珪素―アルカリ金属のある結晶構造がと
げ状に分離する傾向によるものである。リチウム
は約１週間の乾燥のすぐ後で水に対する不溶性の
より大きい塗料を提供するという利点をもつてい
る。しかしながら、リチウム化合物は高価であ
り、また結合剤へのリチウムの添加はすべての最
終製品である塗料をしてその密着性ということか
ら使用をより困難にしている。
無機質アルカリ金属結合剤と共に水酸化リチウム
（LiOH）のような成分が用いられており、二酸化
珪素ヒドロゲルが二酸化珪素モル比を上げるため
に添加されているものもある。ヒドロゲル溶液
は、もし添加されたならば溶液中において―Si―
O-Li+になる水酸化リチウムの添加なしに、たと
えば酸化ナトリウムに対して不安定である。本発
明の前後関係においては、この不安定ということ
は水和珪素―酸素正四面体網目構造の特性あるい
は二酸化珪素―アルカリ金属のある結晶構造がと
げ状に分離する傾向によるものである。リチウム
は約１週間の乾燥のすぐ後で水に対する不溶性の
より大きい塗料を提供するという利点をもつてい
る。しかしながら、リチウム化合物は高価であ
り、また結合剤へのリチウムの添加はすべての最
終製品である塗料をしてその密着性ということか
ら使用をより困難にしている。
無機質結合剤は有機質結合剤に較べてより優れ
た防食性を示すことが明らかになつており、この
ことは塩環境における鉄金属およびアルミニウム
合金の保護に関して特に重要である。
た防食性を示すことが明らかになつており、この
ことは塩環境における鉄金属およびアルミニウム
合金の保護に関して特に重要である。
本発明は、シリコーンがヒドロゲル・ゾルの形
成を誘起しているような高二酸化珪素モル比の無
機質アルカリ金属珪酸塩結合剤を提供する。ヒド
ロゲル・ゾルという言葉は、結合剤の製造過程に
おいて最初から添加されかつ最初から溶液中に入
つているヒドロゲルが製造過程のあとのほうの段
階でシリコーン分子のまわりでついには核を形成
し、それにより表面水和コロイドのほかにバルク
を形成するということを意味する。本発明はまた
結合剤の製造方法を包含し、この製造方法は、出
発アルカリ金属珪酸塩溶液に渦を起こさせ、この
渦を維持しながら、二酸化珪素ヒドロゲル、水お
よびシリーンを添加するということを含む。
成を誘起しているような高二酸化珪素モル比の無
機質アルカリ金属珪酸塩結合剤を提供する。ヒド
ロゲル・ゾルという言葉は、結合剤の製造過程に
おいて最初から添加されかつ最初から溶液中に入
つているヒドロゲルが製造過程のあとのほうの段
階でシリコーン分子のまわりでついには核を形成
し、それにより表面水和コロイドのほかにバルク
を形成するということを意味する。本発明はまた
結合剤の製造方法を包含し、この製造方法は、出
発アルカリ金属珪酸塩溶液に渦を起こさせ、この
渦を維持しながら、二酸化珪素ヒドロゲル、水お
よびシリーンを添加するということを含む。
本発明は公知のかつ一般的に入手可能な成分を
用いている。最初に、高二酸化珪素モル比は結合
剤をヒドロゲル溶液からヒドロゲル・ゾンへと変
換することにより安定した状態で得られる。高二
酸化珪素モル比は、このモル比が高ければ高いほ
ど、適用された塗料の水に対する不溶性が高くな
るかあるいは耐水性が大きくなるということか
ら、好ましいことである。この高二酸化珪素モル
比は相当な量の二酸化珪素ヒドロゲルの添加によ
り得られる。ここに用いられた本方法はヒドロゲ
ルの一部が最初に溶液中に加えられた後で分離す
るのを防いでいる。このことはヒドロゲル・ゾル
が形成されるような状態を作り出すことによつて
達成される。
用いている。最初に、高二酸化珪素モル比は結合
剤をヒドロゲル溶液からヒドロゲル・ゾンへと変
換することにより安定した状態で得られる。高二
酸化珪素モル比は、このモル比が高ければ高いほ
ど、適用された塗料の水に対する不溶性が高くな
るかあるいは耐水性が大きくなるということか
ら、好ましいことである。この高二酸化珪素モル
比は相当な量の二酸化珪素ヒドロゲルの添加によ
り得られる。ここに用いられた本方法はヒドロゲ
ルの一部が最初に溶液中に加えられた後で分離す
るのを防いでいる。このことはヒドロゲル・ゾル
が形成されるような状態を作り出すことによつて
達成される。
本方法は、そのアルカリ金属酸化物に対する二
酸化珪素のモル比が最大3.3であり固形分比率35
―39％の出発材料であるアルカリ金属珪酸塩溶液
を秤量することから始まる。（ここにおける固形
分比率とはSiO2とK2Oおよび／あるいはNa2Oを
含わせた重量比率である）。この出発材料である
珪酸塩溶液はPhiladelphia Quartz Companyか
らKasil6としてあるいはGTE，SylvaniaからPS7
として得ることができる。これらの珪酸塩溶液は
K2Oを含んでおり、Na2Oは含んでいない。この
ような出発材料としての珪酸塩溶液は一般に
SiO2と、KOHおよび／あるいはNaOHを用い
て、これに水を加えて撹拌し、しばしば加圧下に
加熱することにより製造される。
酸化珪素のモル比が最大3.3であり固形分比率35
―39％の出発材料であるアルカリ金属珪酸塩溶液
を秤量することから始まる。（ここにおける固形
分比率とはSiO2とK2Oおよび／あるいはNa2Oを
含わせた重量比率である）。この出発材料である
珪酸塩溶液はPhiladelphia Quartz Companyか
らKasil6としてあるいはGTE，SylvaniaからPS7
として得ることができる。これらの珪酸塩溶液は
K2Oを含んでおり、Na2Oは含んでいない。この
ような出発材料としての珪酸塩溶液は一般に
SiO2と、KOHおよび／あるいはNaOHを用い
て、これに水を加えて撹拌し、しばしば加圧下に
加熱することにより製造される。
前記したものよりもより高いモル比の出発材料
である珪酸塩溶液を用いることは結合剤を製造す
るのにより長い時間がかかるということがわかつ
ている。反対に、もしより低いモル比の珪酸塩溶
液が用いられると、更に余分のヒドロゲルが製造
過程のあとのほうで加えられる必要性がでてくる
だろう。固形分比率という言葉において、高い固
形分比率はあとになつて更に水が添加される必要
性があるということを意味し、またかなりの程度
に低い固形分比率は本方法が作用しないというこ
とを意味するかもしれない。
である珪酸塩溶液を用いることは結合剤を製造す
るのにより長い時間がかかるということがわかつ
ている。反対に、もしより低いモル比の珪酸塩溶
液が用いられると、更に余分のヒドロゲルが製造
過程のあとのほうで加えられる必要性がでてくる
だろう。固形分比率という言葉において、高い固
形分比率はあとになつて更に水が添加される必要
性があるということを意味し、またかなりの程度
に低い固形分比率は本方法が作用しないというこ
とを意味するかもしれない。
本方法は出発材料である珪酸塩溶液を混合する
ことにより開始される。好ましい混合方法として
はまず最初の工程において渦を生じせしめこの渦
を残りの全工程にわたつて維持する方法である。
3000―4000rpmの高速度回転が本方法を早めるた
めに通常維持される。いかなる回転速度が選択さ
れたとしても、水の添加率を最小限に維持しかつ
溶液のPH値をできるだけ高く維持しそれにより後
になつて添加されるヒドロゲルができるだけ早く
完全に溶解するように渦はできる限り軸に接近し
て維持されねばならない。あらかじめ350ミクロ
ン以下に粉砕されかつ好ましくは粉末状もしくは
スラリー状の二酸化珪素ヒドロゲル（水和非晶質
SiO2）が次いで出発溶液に添加される。このよう
なヒドロゲルはW.R.Grace CompanyからRD
Hydrogelとして得られる。このヒドロゲルは中
性PH値をもち、普通約65％の水分比率、すなわち
35％の固形分比率で供給される。この水分比率は
溶液のPH値が低下するのを避けるために最小限に
保たれなければならない。もしPHが十分に低下す
ると溶液は得られないだろう。もし粒子が名目上
350ミクロンよりも大きい場合には塊が形成され
るかもしれず、また渦動中に粒子が溶液から外へ
投げ出されることさえあるかもしれない。
ことにより開始される。好ましい混合方法として
はまず最初の工程において渦を生じせしめこの渦
を残りの全工程にわたつて維持する方法である。
3000―4000rpmの高速度回転が本方法を早めるた
めに通常維持される。いかなる回転速度が選択さ
れたとしても、水の添加率を最小限に維持しかつ
溶液のPH値をできるだけ高く維持しそれにより後
になつて添加されるヒドロゲルができるだけ早く
完全に溶解するように渦はできる限り軸に接近し
て維持されねばならない。あらかじめ350ミクロ
ン以下に粉砕されかつ好ましくは粉末状もしくは
スラリー状の二酸化珪素ヒドロゲル（水和非晶質
SiO2）が次いで出発溶液に添加される。このよう
なヒドロゲルはW.R.Grace CompanyからRD
Hydrogelとして得られる。このヒドロゲルは中
性PH値をもち、普通約65％の水分比率、すなわち
35％の固形分比率で供給される。この水分比率は
溶液のPH値が低下するのを避けるために最小限に
保たれなければならない。もしPHが十分に低下す
ると溶液は得られないだろう。もし粒子が名目上
350ミクロンよりも大きい場合には塊が形成され
るかもしれず、また渦動中に粒子が溶液から外へ
投げ出されることさえあるかもしれない。
この渦動が継続されると混合物は稠密になる。
ヒドロゲルが添加される時に、ヒドロゲルの溶
液を促進するために熱が加えられてもよい。好ま
しくは脱塩処理された水が渦動を維持するのに十
分な量だけ周期的に滴下されるか、あるいは簡単
な混合方法の場合には、水は混合物の剛さを軽減
するためあるいは混合物のゲル化を阻止するため
に十分な量だけ滴下されてもよい。好ましい渦動
方法では、水は渦動が安定し透明な粘稠溶液が35
―70℃の温度で形成されるまで添加される。もし
必要ならば熱が加えられてもよい。
液を促進するために熱が加えられてもよい。好ま
しくは脱塩処理された水が渦動を維持するのに十
分な量だけ周期的に滴下されるか、あるいは簡単
な混合方法の場合には、水は混合物の剛さを軽減
するためあるいは混合物のゲル化を阻止するため
に十分な量だけ滴下されてもよい。好ましい渦動
方法では、水は渦動が安定し透明な粘稠溶液が35
―70℃の温度で形成されるまで添加される。もし
必要ならば熱が加えられてもよい。
次の段階はシリコーン、通常はメチルトリメト
キシシランを適下することである。この最小限度
量は出発材料である珪酸塩溶液の約１重量％であ
る。20重量％程度のシリコーンが添加されてもよ
いがコストが問題である。このシリコーンの機能
は、溶液をしてヒドロゲルからの二酸化珪素が加
水シリコーンと反対するようなシリコーン核形成
ヒドロゲル・ゾルに変換することにより溶液を自
己安定化させることである。メチルトリメトキシ
シラン〔CH3Si（OCH3）3〕は、それが容易に入手
可能であり、比較的安価で、加水分解の際に水融
和性を促進する３つの水酸基を含んでいるという
ことから利用される。このシリコーンはDow
Corning Inc.（Ｚ―6070）あるいはUnion
Carbideから購入することもできる。このような
水融和性シリコーンの他のものも使用できるが、
多くのシリコーンはそれらが十分な水混和性を示
さずあるいは最終製品である塗料に十分な水不溶
性を付与しないということから両立できない。
キシシランを適下することである。この最小限度
量は出発材料である珪酸塩溶液の約１重量％であ
る。20重量％程度のシリコーンが添加されてもよ
いがコストが問題である。このシリコーンの機能
は、溶液をしてヒドロゲルからの二酸化珪素が加
水シリコーンと反対するようなシリコーン核形成
ヒドロゲル・ゾルに変換することにより溶液を自
己安定化させることである。メチルトリメトキシ
シラン〔CH3Si（OCH3）3〕は、それが容易に入手
可能であり、比較的安価で、加水分解の際に水融
和性を促進する３つの水酸基を含んでいるという
ことから利用される。このシリコーンはDow
Corning Inc.（Ｚ―6070）あるいはUnion
Carbideから購入することもできる。このような
水融和性シリコーンの他のものも使用できるが、
多くのシリコーンはそれらが十分な水混和性を示
さずあるいは最終製品である塗料に十分な水不溶
性を付与しないということから両立できない。
この結果生じた溶液はシリコーンが加水分解さ
れ透明になるまで約1.5時間渦動を継続され、次
いで特定の使用例のために要求される最終無機質
固形分比率が達成されるまで最終的な量の水が溶
液に滴下される。その被覆作用により保護する亜
鉛粉末あるいはアルミニウム薄片のような鉄金属
やアルミニウム合金のための保護材料の添加や、
あるいはまた所定の塗膜特性を達成するための着
色顔料や充填材の添加を伴つて塗料が次いで形成
されうる。
れ透明になるまで約1.5時間渦動を継続され、次
いで特定の使用例のために要求される最終無機質
固形分比率が達成されるまで最終的な量の水が溶
液に滴下される。その被覆作用により保護する亜
鉛粉末あるいはアルミニウム薄片のような鉄金属
やアルミニウム合金のための保護材料の添加や、
あるいはまた所定の塗膜特性を達成するための着
色顔料や充填材の添加を伴つて塗料が次いで形成
されうる。
前記した方法から得られる結合剤は、水と、
SiO2と、K2Oおよび／あるいはNa2Oと、もし特
に開示されたものが用いられるならばメチルシラ
ノール（CH3Si（OH）3）の形のシリコーンを含有
している。この溶液はシリコーン―珪酸塩共重合
体として記述されるヒドロゲル・ゾルという形態
である。本方法によればスラツジが生じることが
なく、それゆえ過の必要がないということが注
目されるべきである。これらの結合剤は水を基剤
とするものであるため蒸発により乾燥する。この
ような結合剤はまた浸炭材料あるいは木材上に適
用される塗料として用いられ得る。これらはまた
非多孔質保護被覆とともに用いられ得る。
SiO2と、K2Oおよび／あるいはNa2Oと、もし特
に開示されたものが用いられるならばメチルシラ
ノール（CH3Si（OH）3）の形のシリコーンを含有
している。この溶液はシリコーン―珪酸塩共重合
体として記述されるヒドロゲル・ゾルという形態
である。本方法によればスラツジが生じることが
なく、それゆえ過の必要がないということが注
目されるべきである。これらの結合剤は水を基剤
とするものであるため蒸発により乾燥する。この
ような結合剤はまた浸炭材料あるいは木材上に適
用される塗料として用いられ得る。これらはまた
非多孔質保護被覆とともに用いられ得る。
もし亜鉛あるいはアルミニウムが結合剤に添加
されるとすれば、その添加される金属の量は乾燥
後に存在する結合剤成分から計算される。すなわ
ち、それは固形分にのみ基づくものである。添加
されるアルミニウムの量は約１ポンド／ガロン
（＝119.83Kg／m3）である。添加される亜鉛の量
は亜鉛それ自体を含む全固形分の80―97重量％の
範囲である。慣例的な好ましい亜鉛添加量は固形
分の約93重量％である。結合剤の多孔度は亜鉛添
加量が小さいほど低くなるので、ある適用例では
より小さい亜鉛添加量、たとえば30重量％が要求
される場合もあるであろう。なお、特記しなけれ
ば以下の記載および特許請求の範囲の記載におい
て％は重量％を意味する。
されるとすれば、その添加される金属の量は乾燥
後に存在する結合剤成分から計算される。すなわ
ち、それは固形分にのみ基づくものである。添加
されるアルミニウムの量は約１ポンド／ガロン
（＝119.83Kg／m3）である。添加される亜鉛の量
は亜鉛それ自体を含む全固形分の80―97重量％の
範囲である。慣例的な好ましい亜鉛添加量は固形
分の約93重量％である。結合剤の多孔度は亜鉛添
加量が小さいほど低くなるので、ある適用例では
より小さい亜鉛添加量、たとえば30重量％が要求
される場合もあるであろう。なお、特記しなけれ
ば以下の記載および特許請求の範囲の記載におい
て％は重量％を意味する。
本発明の結合剤における代表的なアルカリ金属
酸化物に対する二酸化珪素モル比は4.8：１から
6.0：１であり、無機質固形分比率は約19―27％
である。このような結合剤はほぼ下記のような成
分比率をもつている（出発材料である珪酸塩溶液
はK2Oのみを含むものとする）： K2O 2.2―5.3％ SiO2 8.38―19.4％ H2O 66.8―86.7％ CH3Si（OH）3 0.3―8.5％ モル比（アルカリ金属酸化物に対する二酸化珪素
のモル比；以下同じ）比5.3：１であり無機質固
形分比率が20―22％である、一般的に容易に製造
可能な好適な結合剤は、ほぼ下記のような成分比
率をもつている。
酸化物に対する二酸化珪素モル比は4.8：１から
6.0：１であり、無機質固形分比率は約19―27％
である。このような結合剤はほぼ下記のような成
分比率をもつている（出発材料である珪酸塩溶液
はK2Oのみを含むものとする）： K2O 2.2―5.3％ SiO2 8.38―19.4％ H2O 66.8―86.7％ CH3Si（OH）3 0.3―8.5％ モル比（アルカリ金属酸化物に対する二酸化珪素
のモル比；以下同じ）比5.3：１であり無機質固
形分比率が20―22％である、一般的に容易に製造
可能な好適な結合剤は、ほぼ下記のような成分比
率をもつている。
K2O 4.53―4.99％
SiO2 15.2―16.8％
H2O 77.0―79.1％
CH3Si（OH）3 1.12―1.23％
特定のモル比のためであつても、ヒドロゲルの
水分比率が変化するかもしれないし、またたとえ
ば保護材料の添加に先立つ最終的なゾルが添加さ
れる保護材料、すなわち亜鉛の量に応じて変化す
る水分比率をもつだろうということから、前記成
分はある一定の範囲内に示されるということが注
目されるべきである。
水分比率が変化するかもしれないし、またたとえ
ば保護材料の添加に先立つ最終的なゾルが添加さ
れる保護材料、すなわち亜鉛の量に応じて変化す
る水分比率をもつだろうということから、前記成
分はある一定の範囲内に示されるということが注
目されるべきである。
上記したごとく、結合剤のモル比が高くなれば
なるほど、乾燥後の最終塗料製品の水不溶性は高
くなるだろう。しかしながら、モル比が高くなる
と、溶解のために更にシリカが必要になるという
基本的な要求が生じるために製造に要する時間も
また長くなる。より高いモル比の結合剤組成分は
加うるに本方法についてのより注意深い管理が必
要となるだろう。たとえば、ヒドロゲルの水分比
率はより厳密なものとなるだろうし、適正な渦動
を維持することがより困難になるだろう。
なるほど、乾燥後の最終塗料製品の水不溶性は高
くなるだろう。しかしながら、モル比が高くなる
と、溶解のために更にシリカが必要になるという
基本的な要求が生じるために製造に要する時間も
また長くなる。より高いモル比の結合剤組成分は
加うるに本方法についてのより注意深い管理が必
要となるだろう。たとえば、ヒドロゲルの水分比
率はより厳密なものとなるだろうし、適正な渦動
を維持することがより困難になるだろう。
モル比5.6：１で、ブレンダー内で調整された
少量のためには本方法は大気圧下で典型的な周囲
温度で実施されてもよい。このことはおそらく高
速度混合がある追加の熱を生じるということによ
るものである。いくぶん低い速度が有効であるよ
うなバツト内でのより大規模なバツチ式製造方法
にとつては、外部からの熱が加えられる必要があ
るかもしれない。
少量のためには本方法は大気圧下で典型的な周囲
温度で実施されてもよい。このことはおそらく高
速度混合がある追加の熱を生じるということによ
るものである。いくぶん低い速度が有効であるよ
うなバツト内でのより大規模なバツチ式製造方法
にとつては、外部からの熱が加えられる必要があ
るかもしれない。
モル比5.6：１および無機質固形分19―26.6％
を有する結合剤はほぼ下記のような成分比率をも
つだろう。
を有する結合剤はほぼ下記のような成分比率をも
つだろう。
K2O 4.1―6.1％
SiO2 14.8―22.0％
H2O 61.0―80.7％
CH3Si（OH）3 0.4―10.9％
モル比6.0：１、無機質固形分19.27％の結合剤
の成分比率はほぼ次のとおりである。
の成分比率はほぼ次のとおりである。
K2O 4.1―5.3％
SiO2 14.9―19.4％
H2O 66.8―80.7％
CH3Si（OH）3 0.3―8.5％
本発明は更に以下の実施例により説明される。
本文中および以下の実施例中すべての部および
パーセント（％）は重量部および重量パーセント
である。
パーセント（％）は重量部および重量パーセント
である。
実施例 １
以下はアルカリ金属酸化物に対する二酸化珪素
モル比5.3：１、無機質固形分約26.5％の無機質
アルカリ金属珪酸塩結合剤をおよそ１ガロン（＝
3785cm3）製造するための代表的な方法である この図式的説明では１ガロン（＝3785cm3）より
いくぶん少ない量の結合剤が製造されるだろう
が、保護材料、顔料あるいは充填材が添加される
と通常１ガロン（＝3785cm3）もしくはそれ以上の
塗料が製造されるだろう。
モル比5.3：１、無機質固形分約26.5％の無機質
アルカリ金属珪酸塩結合剤をおよそ１ガロン（＝
3785cm3）製造するための代表的な方法である この図式的説明では１ガロン（＝3785cm3）より
いくぶん少ない量の結合剤が製造されるだろう
が、保護材料、顔料あるいは充填材が添加される
と通常１ガロン（＝3785cm3）もしくはそれ以上の
塗料が製造されるだろう。
(a) 固形分35％から成り、SiO2対K2Oのモル比が
3.3：１（重量比2.1：１に相当する）である出
発材料である珪酸塩溶液２Kgが秤量される。
3.3：１（重量比2.1：１に相当する）である出
発材料である珪酸塩溶液２Kgが秤量される。
(b) 固形分（SiO2）35％から成るヒドロゲル
0.823Kgが秤量される。
0.823Kgが秤量される。
(c) 水0.901Kgが秤量される。
(d) メチルトリメトキシシランCH3Si
（OCH3）30.07Kgが秤量され密閉容器内に貯蔵さ
れる (e) 出発材料の珪酸塩溶液が容器内に注入され渦
動を起こすため3000r.p.mで回転される。
（OCH3）30.07Kgが秤量され密閉容器内に貯蔵さ
れる (e) 出発材料の珪酸塩溶液が容器内に注入され渦
動を起こすため3000r.p.mで回転される。
(f) ヒドロゲルがその結果生じた渦の中に徐々に
注入される。回転速度は内容物が容器の外に飛
び出さない程度にいく分上げられてもよい。
注入される。回転速度は内容物が容器の外に飛
び出さない程度にいく分上げられてもよい。
(g) その結果生じた混合物は次第に稠密になり、
渦動はインペラーの軸の方向へと近づくにつれ
て衰えていくだろう。この渦動は次いで水の滴
下により最小限度に取り消すよう拡げられる。
この渦収縮、水滴下による拡がりは渦動がイン
ペラーの軸に実行できる限り近くで安定するま
でくり返される。渦動の衰弱とそれに続く安定
化のための水の添加の速度はこの方法の工程の
終わり近くよりもヒドロゲルが最初に添加され
る工程の頭初のほうが大きい。渦動が安定化す
ると、秤量された全水量の約15％もしくは20％
を除く全てが添加され、溶液は稠密にかつ暖か
くなる。およそ35〜70℃の温度の透明で粘稠な
溶液が形成される。
渦動はインペラーの軸の方向へと近づくにつれ
て衰えていくだろう。この渦動は次いで水の滴
下により最小限度に取り消すよう拡げられる。
この渦収縮、水滴下による拡がりは渦動がイン
ペラーの軸に実行できる限り近くで安定するま
でくり返される。渦動の衰弱とそれに続く安定
化のための水の添加の速度はこの方法の工程の
終わり近くよりもヒドロゲルが最初に添加され
る工程の頭初のほうが大きい。渦動が安定化す
ると、秤量された全水量の約15％もしくは20％
を除く全てが添加され、溶液は稠密にかつ暖か
くなる。およそ35〜70℃の温度の透明で粘稠な
溶液が形成される。
(h) 渦動を継続しつつ、シリコーンが渦動のひざ
の部分でおよそ５分間隔で滴下機から滴下され
る。シリコーンの添加はそれに伴なう粘性の低
下により渦動の拡大をもたらすだろう。ヒドロ
ゲル・ゾルは、この時点では、形成される最初
の段階にあり、溶液は事実上透明になる。
の部分でおよそ５分間隔で滴下機から滴下され
る。シリコーンの添加はそれに伴なう粘性の低
下により渦動の拡大をもたらすだろう。ヒドロ
ゲル・ゾルは、この時点では、形成される最初
の段階にあり、溶液は事実上透明になる。
(i) 渦動は、シリコーンが完全に加水分解された
ことが確実になるよう１時間半継続される。こ
の間インペラー速度はゆるめられ残りの水が添
加される。
ことが確実になるよう１時間半継続される。こ
の間インペラー速度はゆるめられ残りの水が添
加される。
(j) 最終製品である結合剤溶液はあたたかいうち
に直ちにかんに詰められる。これは冷却中に
（但しその溶液がどのくらいのあたたかさであ
つて、又シリコーンがどのくらい添加されたか
によつて異なるが）１日かあるいはそれ以内の
間放置しておけば最終的には溶解してしまうほ
どのわずかの浮滓が表面に形成される場合があ
るが、底部におけるスラツジの形成はみられな
い。
に直ちにかんに詰められる。これは冷却中に
（但しその溶液がどのくらいのあたたかさであ
つて、又シリコーンがどのくらい添加されたか
によつて異なるが）１日かあるいはそれ以内の
間放置しておけば最終的には溶解してしまうほ
どのわずかの浮滓が表面に形成される場合があ
るが、底部におけるスラツジの形成はみられな
い。
実施例 ２
以下の工程によりアルカリ金属酸化物に対する
二酸化珪素モル比5.6：１、無機質固形分約27％
の無機質金属アルカリ珪酸塩結合剤が生成され
る。
二酸化珪素モル比5.6：１、無機質固形分約27％
の無機質金属アルカリ珪酸塩結合剤が生成され
る。
(a) 35％の固形分、SiO2対K2Oのモル比が3.3：
１（重量比2.1：１に相当する）の出発材料で
ある珪酸塩溶液２Kgが秤量される。
１（重量比2.1：１に相当する）の出発材料で
ある珪酸塩溶液２Kgが秤量される。
(b) 35％の固形分（SiO2）のヒドロゲル0.948Kgが
秤量される。
秤量される。
(c) 水0.860ｇが秤量される。
(d) メチルトリメトキシシランCH3Si
（OCH3）30.14Kgが秤量され、密閉容器内に保管
される。
（OCH3）30.14Kgが秤量され、密閉容器内に保管
される。
(e)―(j) 実施例１と同じ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 専らアルカリ金属珪酸塩とオルガノシリコー
ンと水とから成り、ヒドロゲル・ゾル状であるこ
とを特徴とする無機質アルカリ金属結合剤。 ２ 前記アルカリ金属珪酸塩がSiO2とK2Oおよ
び／またはNa2Oを含有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の無機質アルカリ金属
結合剤。 ３ 前記オルガノシリコーンがメチルシラノール
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載の無機質アルカリ金属結合剤。 ４ 前記結合剤が4.8：１から6.0：１のアルカリ
金属酸化物に対する二酸化珪素モル比と19―27％
の無機質固形分を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の無機質アルカリ金属結合
剤。 ５ 成分範囲が：K2O 2.2―6.1％、SiO2 8.38―
22.0％、H2O 61.0―86.7％、CH3Si（OH）3 0.3―
10.9％であることを特徴とする特許請求の範囲第
４項記載の無機質アルカリ金属結合剤。 ６ (a)出発材料であるアルカリ金属珪酸塩溶液を
秤量すること；(b)該珪酸塩溶液と二酸化珪素ヒド
ロゲルを混合すること；(c)該ヒドロゲル―珪酸塩
溶液混合物と水とを混合すること；(d)該水―ヒド
ロゲル―珪酸塩溶液混合物とオルガノシリコーン
を混合すること；および(e)該オルガノシリコーン
―水―ヒドロゲル―珪酸塩溶液混合物と追加量の
水を混合することから成ることを特徴とする無機
質アルカリ金属珪酸塩結合剤の製造方法。 ７ 前記混合が全工程を通じて渦動を確立するこ
とにより実施されることを特徴とする特許請求の
範囲第６項に記載の方法。 ８ 前記出発材料であるアルカリ金属珪酸塩溶液
において、そのアルカリ金属酸化物に対する二酸
化珪素のモル比が最大3.3であり、その固形分含
有量が35〜39％であることを特徴とする特許請求
の範囲第６項または第７項に記載の方法。 ９ 前記ヒドロゲル中の二酸化珪素が350ミクロ
ン以下の粒径を有することを特徴とする特許請求
の範囲第６項乃至第８項のいずれか１項に記載の
方法。 １０ 前記オルガノシリコーンがメチルトリメト
キシシランであることを特徴とする特許請求の範
囲第６項乃至第９項のいずれかに記載の方法。 １１ 前記オルガノシリコーンが出発材料の珪酸
塩溶液に対して１重量％の最小限度量であること
を特徴とする特許請求の範囲第６項乃至第１０項
のいずれか１項に記載の方法。 １２ 前記ヒドロゲル―珪酸塩溶液が、35―70℃
の温度の透明な粘稠溶液になるまで水と混合され
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項乃至第
１１項のいずれか１項に記載の方法。 １３ 前記水―ヒドロゲル―珪酸塩溶液が、その
結果溶液が本質的に透明になるまでオルガノシリ
コーンと混合されることを特徴とする特許請求の
範囲第６項乃至第１２項のいずれか１項に記載の
方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/862,880 US4162169A (en) | 1977-12-21 | 1977-12-21 | Alkali-metal silicate binders and methods of manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5487731A JPS5487731A (en) | 1979-07-12 |
| JPS62868B2 true JPS62868B2 (ja) | 1987-01-09 |
Family
ID=25339617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10151478A Granted JPS5487731A (en) | 1977-12-21 | 1978-08-22 | Inorganic alkali metal binding agent and method of making same |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4162169A (ja) |
| JP (1) | JPS5487731A (ja) |
| AU (1) | AU538770B2 (ja) |
| CA (1) | CA1108030A (ja) |
| CH (1) | CH637989A5 (ja) |
| DE (1) | DE2837891A1 (ja) |
| FR (1) | FR2412591A1 (ja) |
| GB (1) | GB2010876B (ja) |
| HK (1) | HK85086A (ja) |
| NL (1) | NL187639C (ja) |
| SE (1) | SE437666B (ja) |
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- 1978-08-21 SE SE7808796A patent/SE437666B/sv not_active IP Right Cessation
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- 1978-08-22 NL NLAANVRAGE7808648,A patent/NL187639C/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-08-30 FR FR7825009A patent/FR2412591A1/fr active Granted
- 1978-08-30 DE DE19782837891 patent/DE2837891A1/de active Granted
- 1978-08-31 CH CH917978A patent/CH637989A5/de not_active IP Right Cessation
- 1978-08-31 AU AU39449/78A patent/AU538770B2/en not_active Expired
-
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